CN106685719A - 一种网卡性能优化方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网卡性能优化方法，包括：采集网卡当前的吞吐量；根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载；根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，并将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别；根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化；可以根据系统当前的网卡的吞吐量情况进行网卡的优化，无需人工干预，并能够进行实时的优化，有很高的灵活性；本发明还公开了一种网卡性能优化系统，具有上述有益效果。

Description

一种网卡性能优化方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种网卡性能优化方法及系统。
背景技术
当前的linux操作系统是一个通用性的系统，系统的运行情况会实时发生变化，在一些运行场景下吞吐量会非常大，而在某些场景下网卡的吞吐量非常小，而现有技术中系统的网卡的设置是固定的，不能够根据吞吐量，自动判断网卡设置是否需要调整，从而降低网卡性能，进而会影响系统运行性能，影响用户体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种网卡性能优化方法及系统，可以根据系统当前的网卡的吞吐量情况进行网卡的优化，无需人工干预，并能够进行实时的优化，有很高的灵活性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种网卡性能优化方法，包括：
采集网卡当前的吞吐量；
根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载；
根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，并将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别；
根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化。
可选的，采集网卡当前的吞吐量，包括：
通过sysfs采集网卡当前的发送字节数和接收字节数。
可选的，根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载，包括：
计算当前采集的发送字节数与上一次采集的发送字节数的发送字节数差值，并将所述发送字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的发送负载；
计算当前采集的接收字节数与上一次采集的接收字节数的接收字节数差值，并将所述接收字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的接收负载。
可选的，将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别，包括：
所述网卡当前的工作状态为空闲状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为空闲状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别；
所述网卡当前的工作状态为繁忙状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为繁忙状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别。
可选的，根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，包括：
将所述发送负载和所述接收负载分别于对应的发送负载阈值和接收负载阈值进行比较，判断所述发送负载和所述接收负载是否均小于对应的所述发送负载阈值和所述接收负载阈值；
若是，则所述网卡当前的工作状态为空闲状态；
若否，则所述网卡当前的工作状态为繁忙状态。
可选的，根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化，包括：
所述网卡的优化级别为高优化级别时，设置网卡的速率为最大速率；
所述网卡的优化级别为低优化级别时，设置网卡的速率为100Mbps。
本发明还提供一种网卡性能优化系统，包括：
采集模块，用于采集网卡当前的吞吐量；
负载计算模块，用于根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载；
优化级别确定模块，用于根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，并将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别；
优化模块，用于根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化。
可选的，所述负载计算模块，包括：
发送计算单元，用于计算当前采集的发送字节数与上一次采集的发送字节数的发送字节数差值，并将所述发送字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的发送负载；
接收计算单元，用于计算当前采集的接收字节数与上一次采集的接收字节数的接收字节数差值，并将所述接收字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的接收负载。
可选的，所述优化级别确定模块，包括：
第一优化级别确定单元，用于所述网卡当前的工作状态为空闲状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为空闲状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别；
第二优化级别确定单元，用于所述网卡当前的工作状态为繁忙状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为繁忙状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别。
可选的，所述优化模块，包括：
第一优化单元，用于所述网卡的优化级别为高优化级别时，设置网卡的速率为最大速率；
第二优化单元，用于所述网卡的优化级别为低优化级别时，设置网卡的速率为100Mbps。
本发明所提供的一种网卡性能优化方法，包括：采集网卡当前的吞吐量；根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载；根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，并将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别；根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化；
可见，该方法能够自动收集吞吐量信息，自动分析吞吐量，并根据网卡的运行情况自动进行网络优化；即可以根据系统当前的网卡的吞吐量情况进行网卡的优化，无需人工干预，并能够进行实时的优化，有很高的灵活性；本发明还公开了一种网卡性能优化系统，具有上述有益效果，在此不再进行赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的网卡性能优化方法的流程图；
图2为本发明实施例所提供的网卡性能优化系统的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种网卡性能优化方法及系统，可以根据系统当前的网卡的吞吐量情况进行网卡的优化，无需人工干预，并能够进行实时的优化，有很高的灵活性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于吞吐量比较大的情况下，只有提升网卡的性能才能够更加充分地利用网卡资源，提升网卡性能，在吞吐量较小时则可以调整网卡的性能来减少网卡的消耗。因此，本实施例能够实现网络的自动优化，能够根据吞吐量，自动判断网卡设置是否需要调整，并匹配相应的优化策略进行网络性能的优化。具体请参考图1，图1为本发明实施例所提供的网卡性能优化方法的流程图；该方法可以包括：
S100、采集网卡当前的吞吐量；
具体的，进行网卡性能的优化，需要了解网卡当前的吞吐量。因此首先采集网卡当前的吞吐量。本实施例中采集的过程可以是实时采集，也可以是按照预设采集周期进行采集(例如两秒)；当然为了进一步提高用户对于网卡性能优化时间的可选择性，本实施例还可以指定进行采集网卡当前的吞吐量的时间。例如在每天的工作时间实时或者按照预设时间周期进行网卡当前的吞吐量的采集。本实施例对此并不进行限定。
由于网络会出现某一刻数据量的巨变，但是在一段时间内网卡状态一般是稳定的。因此网卡性能是否需要调整需要看网卡在一段时间内的吞吐量是否稳定。例如在5分钟内网卡的吞吐量是高还是低。
又由于在linux操作系统下sysfs是一个基于内存的文件系统，它的作用是将内核信息以文件的方式提供给用户程序使用。可以通过sysfs进行吞吐量采集。即可选的，采集网卡当前的吞吐量可以包括：
通过sysfs采集网卡当前的发送字节数和接收字节数。
具体的，读取/sys/class/net/网卡设备/statistics/rx_bytes，tx_bytes，两个文件获取网卡的发送/接收的字节数。
S110、根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载；
具体的，本实施例并不对网卡的发送负载和接收负载计算方式进行限定。
可选的，根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载，包括：
计算当前采集的发送字节数与上一次采集的发送字节数的发送字节数差值，并将所述发送字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的发送负载；
计算当前采集的接收字节数与上一次采集的接收字节数的接收字节数差值，并将所述接收字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的接收负载。
具体的，发送负载或接收负载＝两次采集的发送字节数差值或接收字节数差值/网卡最大速率。
S120、根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，并将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别；
具体的，本实施例中的优化级别不仅与网卡当前的工作状态有关，还与当前时刻的前预设时间内网卡的工作状态；通过将网卡当前的工作状态以及前预设时间内网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定网卡的优化级别。这样得到的优化级别可以更加真实的反应网卡在该段时间内的真实工作状态，从而使得后续进行网卡性能优化更加可靠，准确。这里预设优化条件可以由用户根据实际情况进行确定。例如若当前为空闲状态，且前预设时间内网卡的工作状态也为空闲时，可以将网卡的优化级别设置为低。若当前为繁忙状态，且前预设时间内网卡的工作状态也为繁忙时，可以将网卡当前的优化级别设置为高。
即可选的，将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别可以包括：
所述网卡当前的工作状态为空闲状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为空闲状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别；
所述网卡当前的工作状态为繁忙状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为繁忙状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别。
本实施例中并不限定根据网卡当前的发送负载和接收负载确定当前网卡的工作状态的方式。例如可以通过设定对应阈值进行比较，并设定对应的比较结果表示的网卡的工作状态。例如当网卡的发送负载和接收负载均小于指定的阀值时(这里的阈值可以是两个即发送负载对应的发送负载阈值和接收负载对应的接收负载阈值；这里的阈值也可以是一个即发送负载和接收负载对应一个阈值)，则认为网卡的负载较低。否则，则认为网卡的负载较高。
可选的，根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态可以包括：
将所述发送负载和所述接收负载分别于对应的发送负载阈值和接收负载阈值进行比较，判断所述发送负载和所述接收负载是否均小于对应的所述发送负载阈值和所述接收负载阈值；
若是，则所述网卡当前的工作状态为空闲状态；
若否，则所述网卡当前的工作状态为繁忙状态。
具体的，通过分别设置对应的阈值来提高工作状态判定的准确性。
本实施例中前预设时间内可以利用采集次数表示，即利用采集次数表示前预设时间(例如当前的前6次对应的网卡工作状态)。也可以就利用预设时间进行表示(例如1分钟内)。本实施例对比并不进行限定。
通过举例说明上述吞吐量分析过程：
分析采集的吞吐量信息，分别计算网卡的发送负载和接收负载，当网卡的发送负载及接收负载都连续一段时间小于指定的阀值时，则认为网卡的吞吐量较低，而且网卡的运行负载较低，可以进行适当降低网卡性能，从而节约系统资源，当网卡的发送负载及接收负载没有连续一段时间小于指定的阀值时则认为吞吐量较大，较高需要提高网卡性能，更快的完成相关处理。
例如当发送负载及接收负载都小于0.05时，标记网卡为空闲状态；当网卡连续6次都为空闲状态时认为网卡性能需要降低，否则认为网卡性能需要提升。
S130、根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化。
具体的，每一个优化级别对应一个优化程序对所述网卡进行性能优化。由于网卡一般都是繁忙或者空闲，因此在提高用户体验的基础上提升网卡性能，可以进设置两个优化级别即高优化级别和低优化级别。网卡的优化方式可以针对网卡的速率进行。
优选的，根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化可以包括：
所述网卡的优化级别为高优化级别时，设置网卡的速率为最大速率；
所述网卡的优化级别为低优化级别时，设置网卡的速率为100Mbps。
具体的，如果网卡性能需要降低，则设置网卡的速率为100Mbps，尽量节省网卡的功耗，从而达到降低网卡的功耗。如果网卡性能需要提升，则设置网卡的速率为最大速率，尽快的进行数据的传输。
即在用户态对网卡吞吐量进行统计，分析并确定相对应的策略，最终在用户态对网卡进行性能优化。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的网卡性能优化方法，相比于通用性的linux系统，针对于不同的吞吐量，进行针对性的优化，不仅可以提高系统性能还可以节约系统资源，并且吞吐量是动态变化的，现有技术中如果想进行网卡性能优化需要进行人工判断并在用户态进行手动设置，而该方法则自动根据吞吐量情况的变化进行动态的优化，相比于人工判断后进行手动优化，该方法完全无需人工干预，大大提升了优化效率。
下面对本发明实施例提供的网卡性能优化系统进行介绍，下文描述的网卡性能优化系统与上文描述的网卡性能优化方法可相互对应参照。
请参考图2，图2为本发明实施例所提供的网卡性能优化系统的结构框图；该系统可以包括：
采集模块100，用于采集网卡当前的吞吐量；
负载计算模块200，用于根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载；
优化级别确定模块300，用于根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，并将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别；
优化模块400，用于根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化。
基于上述实施例，所述负载计算模块200可以包括：
发送计算单元，用于计算当前采集的发送字节数与上一次采集的发送字节数的发送字节数差值，并将所述发送字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的发送负载；
接收计算单元，用于计算当前采集的接收字节数与上一次采集的接收字节数的接收字节数差值，并将所述接收字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的接收负载。
基于上述实施例，所述优化级别确定模块300可以包括：
第一优化级别确定单元，用于所述网卡当前的工作状态为空闲状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为空闲状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别；
第二优化级别确定单元，用于所述网卡当前的工作状态为繁忙状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为繁忙状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别。
基于上述实施例，所述优化模块400可以包括：
第一优化单元，用于所述网卡的优化级别为高优化级别时，设置网卡的速率为最大速率；
第二优化单元，用于所述网卡的优化级别为低优化级别时，设置网卡的速率为100Mbps。
基于上述技术方案，本发明实施例提的网卡性能优化系统，通过sysfs获取到吞吐量，然后分析收集到的信息，根据网卡的运行情况判断当前的系统是否需要进行网卡性能优化，并匹配对应的优化策略进行优化。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的一种网卡性能优化方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种网卡性能优化方法，其特征在于，包括：
采集网卡当前的吞吐量；
根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载；
根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，并将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别；
根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化。
2.根据权利要求1所述的网卡性能优化方法，其特征在于，采集网卡当前的吞吐量，包括：
通过sysfs采集网卡当前的发送字节数和接收字节数。
3.根据权利要求2所述的网卡性能优化方法，其特征在于，根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载，包括：
计算当前采集的发送字节数与上一次采集的发送字节数的发送字节数差值，并将所述发送字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的发送负载；
计算当前采集的接收字节数与上一次采集的接收字节数的接收字节数差值，并将所述接收字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的接收负载。
4.根据权利要求1-3任一项所述的网卡性能优化方法，其特征在于，将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别，包括：
所述网卡当前的工作状态为空闲状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为空闲状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别；
所述网卡当前的工作状态为繁忙状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为繁忙状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别。
5.根据权利要求4所述的网卡性能优化方法，其特征在于，根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，包括：
将所述发送负载和所述接收负载分别于对应的发送负载阈值和接收负载阈值进行比较，判断所述发送负载和所述接收负载是否均小于对应的所述发送负载阈值和所述接收负载阈值；
若是，则所述网卡当前的工作状态为空闲状态；
若否，则所述网卡当前的工作状态为繁忙状态。
6.根据权利要求4所述的网卡性能优化方法，其特征在于，根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化，包括：
所述网卡的优化级别为高优化级别时，设置网卡的速率为最大速率；
所述网卡的优化级别为低优化级别时，设置网卡的速率为100Mbps。
7.一种网卡性能优化系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集网卡当前的吞吐量；
负载计算模块，用于根据所述吞吐量计算所述网卡当前的发送负载和接收负载；
优化级别确定模块，用于根据所述发送负载和所述接收负载确定所述网卡当前的工作状态，并将所述网卡当前的工作状态以及前预设时间内所述网卡的工作状态，与预设优化条件进行比较，确定所述网卡的优化级别；
优化模块，用于根据所述优化级别调用对应的优化程序对所述网卡进行性能优化。
8.根据权利要求7所述的网卡性能优化系统，其特征在于，所述负载计算模块，包括：
发送计算单元，用于计算当前采集的发送字节数与上一次采集的发送字节数的发送字节数差值，并将所述发送字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的发送负载；
接收计算单元，用于计算当前采集的接收字节数与上一次采集的接收字节数的接收字节数差值，并将所述接收字节数差值除以网卡最大速率得到当前网卡的接收负载。
9.根据权利要求7或8所述的网卡性能优化方法，其特征在于，所述优化级别确定模块，包括：
第一优化级别确定单元，用于所述网卡当前的工作状态为空闲状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为空闲状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别；
第二优化级别确定单元，用于所述网卡当前的工作状态为繁忙状态时，判断前预设时间内所述网卡的工作状态是否为繁忙状态，若是，则确定所述网卡的优化级别为高优化级别，若否，则确定所述网卡的优化级别为低优化级别。
10.根据权利要求9所述的网卡性能优化方法，其特征在于，所述优化模块，包括：
第一优化单元，用于所述网卡的优化级别为高优化级别时，设置网卡的速率为最大速率；
第二优化单元，用于所述网卡的优化级别为低优化级别时，设置网卡的速率为100Mbps。
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